探究Layer2排序器的原理、現狀及未來發展

Layer2的主要收入來源是用戶支付的Gas費，扣除向Layer1提交數據的費用後，剩餘部分基本就是純利潤。根據數據統計，2023年下半年某Layer2項目的利潤約爲523萬美元，另一項目全年利潤達1650萬美元，第三個項目從3月到12月的利潤高達2224萬美元。

這些巨額利潤的背後，與Layer2項目運行的排序器密切相關。那麼，排序器是什麼？它在Layer2中如何工作？目前中心化排序器面臨哪些問題？未來排序器又將如何發展？本文將深入探討這些問題。

排序器的原理

排序器是Layer2中的關鍵角色，主要功能是接收用戶交易、執行交易，然後將排序壓縮後的交易批次提交到Layer1。

可以將排序器比作公交車司機。以往用戶直接在以太坊上交易，就像自己開車進城，容易遇到擁堵。而Layer2就像公共交通系統，排序器就是公交車司機。司機告訴大家不用自己開車了，只要付一些服務費就能送到目的地，既省錢又省力。爲了最大化利用車內空間，司機會盡可能裝滿乘客再發車，還會對乘客進行重新排列，使車內乘客緊密排列。

誰可以運行排序器？

常見的方案有：

1. 中心化排序器：由Layer2團隊或指定組織唯一運行，效率高成本低，是團隊最喜歡的方案。

2. 完全無許可排序器：任何人都可以排序並提交到Layer1。看似公平，但缺點明顯。排序器不同於Layer1礦工或驗證者，不提高最終安全性。多人同時提交批次時只有一個會被收錄，導致資源浪費。

排序標準是什麼？

通常有兩種方式：

1. 先到先服務：類似先上車先佔座，先發出的交易先排序。

2. 按Gas費排序：急需處理的交易可以多付費優先打包。

主流Layer2多採用第一種方式。實際上Layer2對排序方式沒有硬性規定，排序器理論上可以自行決定排序方式。

排序器可能作惡嗎？如何防範？

理論上排序器可以作惡，如撤銷交易後謊報成功，或在交易中夾帶惡意交易轉移用戶資產。

爲防止作惡，不同Layer2採取了不同約束措施：

• Optimistic Rollup使用欺詐證明，在爭議期內（通常一周）如無人證明數據有誤，提交的數據將永久不可更改。

• ZK Rollup採用有效性證明，對批次進行實時驗證，通過後在Layer1得到最終確認，無爭議期。

中心化排序器引發的問題

目前主流Layer2多採用中心化排序器方案，由官方或附屬組織運行。雖然便於管理、提高效率並創收，但仍引發用戶擔憂：

1. 抗審查性弱：單一實體運行，無法與Layer1的大量驗證者相比。可能因法規要求剔除交易或設置黑名單。

2. 弱活躍性：單點故障風險高。大量交易請求可能導致系統宕機。

3. 獲取不當MEV收益：排序器可能操縱交易順序獲取額外收益。私有內存池等做法也引發質疑。

未來發展

主流Layer2意識到中心化排序器的問題，都提出了去中心化方案，但目前僅停留在文檔或白皮書階段。相比分散權力和收益，它們更專注於提升網路性能和生態建設。

去中心化排序器方案

1. 地理去中心化：在全球不同位置部署多個排序器，由聲譽良好的組織輪流運行。

2. 排序器拍賣：通過智能合約進行拍賣，獲勝方需質押保證金。

3. 領導者選舉：質押代幣參與隨機抽選，概率與質押金額成正比。

4. Based Rollup：由以太坊驗證者主導Layer2交易排序，技術難度高，仍有待解決問題。

共享排序器

取消單個Layer2專屬排序器，多個Layer2共用第三方排序器網路。優點包括實現跨Layer2原子可組合性、防止MEV提取等。目前有多個項目在建立共享排序器網路。

總結思考

去中心化排序器或共享排序器能否完美解決中心化問題仍有待觀察。MEV問題在以太坊等無需許可網路中已十分嚴重，去中心化後的Layer2排序器是否會重蹈覆轍？共享排序器雖能提高互操作性，但如果被廣泛使用，是否又會引發新的中心化問題？

區塊鏈的去中心化是一個漫長過程。排序器作爲Rollup的關鍵組件備受關注，相信未來經過不斷探索，當前面臨的問題終將得到合適解決。